Pirometry podczerwone

O pirometrach podczerwonych

Zastosowania Pirometrów Przemysłowych

Pirometry przemysłowe są wykorzystywane w wielu różnych gałęziach przemysłu w celu utrzymania prawidłowej kontroli temperatury, jakości produktów i wydajności procesów. W procesach produkcyjnych, które odbywają się w wysokich temperaturach i obejmują wiele etapów, takie procesy jak topienie i formowanie wymagają dokładnych bezkontaktowych pomiarów temperatury, które można łatwo wykonać za pomocą pirometrów, umożliwiających efektywne pomiary temperatury w czasie rzeczywistym.

• Produkcja Stali:Pomiar temperatury ma kluczowe znaczenie w procesach takich jak topienie, odlewanie, obróbka cieplna i walcowanie w produkcji stali. W trakcie produkcji pirometry służą do ciągłego pomiaru temperatury stopionego metalu i powierzchni gorącej stali w celu zapewnienia kontroli termicznej materiału, co ma istotne znaczenie dla integralności strukturalnej, wytrzymałości mechanicznej i trwałości gotowego produktu stalowego. Niewłaściwa lub niejednolita kontrola temperatury może prowadzić do wad i problemów z wydajnością oraz ewentualnego odrzucenia produktów niskiej jakości.
• Produkcja Szkła:W przemyśle szklarskim kontrola temperatury musi być precyzyjnie mierzona podczas procesów topienia, rafinacji i formowania. Topienie surowców, takich jak krzemionka (piasek), w celu uzyskania szkła jest skomplikowanym procesem i oprócz pożądanej przejrzystości optycznej lub braku półprzezroczystego odcienia, musi być ściśle kontrolowane pod kątem spójności, wytrzymałości i stabilności chemicznej. W produkcji szkła pirometry stale mierzą temperaturę pieca, aby zapewnić utrzymanie szkła w ustalonych zakresach temperatur, co sprzyja równomierności topienia i minimalizuje lub eliminuje wady, takie jak pęcherzyki, smugi lub zniekształcenia.
• Ceramika:W sektorze ceramicznym kontrola i monitorowanie temperatury są równie ważne, zwłaszcza podczas wypalania w piecach. Pirometry są wykorzystywane do ciągłego monitorowania i kontroli temperatury pieców w celu uzyskania odpowiednich warunków do spiekania i glazurowania. Dzięki dokładnemu pomiarowi temperatury materiał ceramiczny uzyska odpowiednią twardość, wykończenie i integralność strukturalną. Wahania temperatury pieca powodują powstawanie złej jakości glazury, obniżenie wytrzymałości produktu lub niejednolitość koloru.
• Przemysł cementowy: Podczas produkcji cementu należy kontrolować temperaturę pieca (zarówno ze względu na jakość klinkieru, jak i jakość produktu końcowego). W celu ciągłego pomiaru temperatury wewnątrz pieca obrotowego stosuje się pirometry, dzięki czemu operator może zwiększać lub zmniejszać moc grzewczą w zależności od zmieniających się warunków procesu. Pozwala to zapewnić, że piec nie zostanie przegrzany ani zbytnio schłodzony, co mogłoby wpłynąć na wytrzymałość i skład gotowego cementu. Ponadto aktywne monitorowanie temperatury pozwala zmniejszyć zużycie paliwa/energii, co przekłada się na poprawę efektywności energetycznej i redukcję zużycia energii.
• Przemysł farmaceutycznyPirometry na podczerwień w sektorze farmaceutycznym zapewniają dokładne, bezkontaktowe pomiary temperatury, które są niezbędne w przypadku komponentów wrażliwych na temperaturę, materiałów i delikatnych opakowań. Możliwość ciągłego monitorowania temperatury produktów i urządzeń podczas produkcji, pakowania i sterylizacji jest nieoceniona. Bezkontaktowy charakter pirometrii ostatecznie chroni integralność produktu, zapewnia jakość i zgodność z przepisami bez ryzyka zanieczyszczenia.
• Przemysł Półprzewodnikowy:W sektorze półprzewodników pirometry zapewniają precyzyjny bezkontaktowy pomiar temperatury podczas krytycznych procesów produkcji płytek półprzewodnikowych, wyżarzania i trawienia. Dzięki pomiarowi promieniowania podczerwonego pirometry podczerwone umożliwiają monitorowanie i kontrolę w czasie rzeczywistym, co zapewnia stałą jakość produktu i minimalizację wad. Pirometry doskonale sprawdzają się również w środowiskach o wysokich temperaturach i w trudnych warunkach procesowych, w których czujniki kontaktowe zazwyczaj nie są w stanie zapewnić dokładnych pomiarów.

Pirometry przemysłowe są niezbędne do pomiaru temperatury szerokiej gamy materiałów i procesów, w tym stali, szkła, ceramiki i półprzewodników. Ich zdolność do zapewnienia dokładnych, szybkich i nieinwazyjnych pomiarów temperatury sprawia, że stanowią one podstawę przemysłowej kontroli temperatury, znacząco wpływając na jakość produktów i wydajność procesów.

Kilka zalet pirometrii bezkontaktowej: -

• Rejestruje temperaturę w ułamkach sekundy.
• Wymaga mniej konserwacji, a tym samym ma dłuższą żywotność.
• Może być używana do pomiaru temperatury obiektów ruchomych.
• Ponieważ nie ma bezpośredniego kontaktu z obiektem pomiarowym, można mierzyć wysokie temperatury.
• Ponieważ jest to technika bezkontaktowa, nie powoduje mechanicznego uszkodzenia obiektu pomiarowego.

Zakres widmowy

(Zakres spektralny jest również określany jako „odpowiedź spektralna”).

Zakres spektralny termometru na podczerwień określa zakres długości fal, na które urządzenie jest czułe. Producenci mogą podawać ten zakres w różny sposób, ale powszechnie stosowanym podejściem jest podawanie długości fal, przy których odpowiedź urządzenia osiąga 50% swojej maksymalnej mocy wyjściowej, znanej jako pełna szerokość w połowie maksymalnej wartości (FWHM). 

• W przypadku pomiarów w niskich temperaturach najczęściej stosowanym zakresem spektralnym w zastosowaniach przemysłowych, naukowych, medycznych i komercyjnych jest zakres 8–14 µm. Zakres ten jest często określany jako szerokopasmowy zakres spektralny o długiej długości fali.
• W przypadku pomiarów w wysokich temperaturach powszechnie stosuje się pasma spektralne 1 µm i 1,6 µm. Są one zazwyczaj klasyfikowane jako wąskopasmowe zakresy spektralne o krótkiej długości fali.

Chociaż nie ma powszechnie przyjętej definicji terminów „szerokopasmowy” lub „wąskopasmowy”, w praktyce za wąskopasmowy zakres spektralny uważa się zazwyczaj zakres o szerokości poniżej 0,5 µm.

Wybór zakresu spektralnego ma kluczowe znaczenie, ponieważ determinuje on dokładność i przydatność pomiaru temperatury w zależności od zakresu temperatur i emisyjności materiału.

Dlaczego zakres spektralny jest istotny?

W większości zastosowań zakres spektralny jest precyzyjnie dobierany tak, aby pokrywał się z emisją podczerwieni z materiałów niebędących ciałami stałymi, takich jak szkło, cienkowarstwowe polimery lub gorące gazy spalinowe.

Na przykład podczas pomiaru temperatury gazu spalinowego w komorze spalania odczyt jest dokonywany przez kolumnę cząsteczek gazu, a nie przez konkretną powierzchnię lub część strumienia gazu.

Wybór odpowiedniego zakresu spektralnego ma również kluczowe znaczenie podczas pomiaru zmian emisyjności na powierzchniach metalowych. W przeciwieństwie do pomiaru gazów spalinowych, istnieje wiele zastosowań, w których kluczowe znaczenie ma widoczność przez gazy spalinowe, co wymaga innego zakresu spektralnego.